(57)【要約】【課題】樹脂を主体とする廃棄物の再資源化において、より安価な設備で高付加価値のガスや油を高い回収率で再資源化することができる、樹脂を主体とする廃棄物の再資源化方法を提供する。  【解決手段】 樹脂を主体とする廃棄物を熱分解してガスおよび／または油を回収する廃棄物の再資源化方法において、前記熱分解中に３００℃未満の水蒸気を供給し、回収される前記ガスおよび／または油の組成および／または回収率を制御することを特徴とする樹脂を主体とする廃棄物の再資源化方法。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂を主体とする廃棄物を熱分解してガスおよび／または油を回収する廃棄物の再資源化方法において、前記熱分解中に３００℃未満の水蒸気を供給し、回収される前記ガスおよび／または油の組成および／または回収率を制御することを特徴とする樹脂を主体とする廃棄物の再資源化方法。
【請求項２】
前記熱分解中に供給する水蒸気は、該熱分解で発生する高温のガスと水とを熱交換して発生する水蒸気を用いることを特徴とする請求項１に記載の廃棄物の再資源化方法。
【請求項３】
前記樹脂を主体とする廃棄物が、廃タイヤ、廃プラスチック、シュレッダーダストの１種または２種以上を含むことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の廃棄物の再資源化方法。
【請求項４】
前記水蒸気の導入量を熱分解ガス組成の変化に応じて制御することを特徴とする請求項１乃至請求項３に記載の廃棄物の再資源化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂を主体とする廃棄物を熱分解してガスおよび／または油を回収する廃棄物の再資源化方法に関し、マテリアルリサイクル比率を高め、資源の有効活用を高める改善、特に、熱分解後に得られるガスや油の組成や回収率を制御する処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
廃タイヤや廃プラスチックといった樹脂を主体とする廃棄物を乾留して乾留ガス、回収油および炭化物を得る単独のシステムとしては、特開昭４９−１１１９８６号公報、特開昭５１−１３５９８３号公報など、多数ある。
例えば、特開２０００−２９６３７８号公報には、廃棄物のガス化において、油を形成することなく、高ガス化ガスの発熱量の低下を防止し、廃棄物の焼却において、排ガス又は焼却灰中の有害物質の量を少なくすることを可能とする廃棄物の処理方法が開示されている。その手段は、有機系廃棄物のガス化に際し、ガス化炉内にガス化促進剤として、有機系廃棄物の焼却に際し、燃焼場に燃焼促進剤として、焼却灰に有害物質分解剤として、排ガスに有害物質分解剤として、それぞれ６００℃以上の高温水蒸気を導入する方法である。
しかしながら、６００℃以上の過熱水蒸気を工業的に得るにはコストが高く、また、回収ガスの発熱量も低下してくるという問題点があった。
【０００３】
一方、特開２００２−３３６６７３号公報には、有機廃棄物の高速分解方法について、５５０℃以下の過熱水蒸気によって分解する方法が開示されている。
しかし、この従来技術は、空気中の酸素による酸化反応と過熱水蒸気による乾燥、加水分解反応、熱分解反応の全てまたはいずれかの組み合わせにより、有機廃棄物を酸化分解する方法であって、水蒸気を熱源とするため、本発明が課題とする熱分解により回収するガスや油の組成や回収率の制御に関して何ら示されていない。
また、特開２００２−３２２４８１号公報には、有機性廃棄物を過熱水蒸気の雰囲気下で炭化する方法が開示されている。
しかし、この従来技術は、炉内中の空気を過熱水蒸気で置換することによって、炉中の酸素濃度を極めて低い状態にして有機物の良好な炭化雰囲気を形成するものであって、本発明が課題とする熱分解により回収するガスや油の組成や回収率の制御に関して何ら示されていない。
【特許文献１】特開昭４９−１１１９８６号公報
【特許文献２】特開昭５１−１３５９８３号公報
【特許文献３】特開２０００−２９６３７８号公報
【特許文献４】特開２００２−３３６６７３号公報
【特許文献５】特開２００２−３２２４８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前述のように、循環型社会の構築に向けて、樹脂を主体とする廃棄物の再資源化に関する従来から種々の提案がなされているが、いずれも処理コストが高価な方式を前提としており、また、回収ガスや油の品位や回収率を高く維持する必要があるなど、解決されていない課題も多かった。
そこで本発明は、樹脂を主体とする廃棄物の再資源化において、より安価な設備で高付加価値のガスや油をバラツキ無く再資源化することができる、樹脂を主体とする廃棄物の再資源化方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、前述のような従来技術の問題点を解決し、熱分解中に水蒸気を供給し、回収される前記ガスおよび／または油の組成および／または回収率を制御することによって、より安価な設備で高付加価値のガスや油を安定して回収し再資源化することができる、樹脂を主体とする廃棄物の再資源化方法を提供するものであり、その要旨とするところは特許請求の範囲に記載した通りの下記内容である。
（１） 樹脂を主体とする廃棄物を熱分解してガスおよび／または油を回収する廃棄物の再資源化方法において、前記熱分解中に３００℃未満の水蒸気を供給し、回収される前記ガスおよび／または油の組成および／または回収率を制御することを特徴とする樹脂を主体とする廃棄物の再資源化方法。
（２）前記熱分解中に供給する水蒸気は、該熱分解で発生する高温のガスと水とを熱交換して発生する水蒸気を用いることを特徴とする（１）に記載の廃棄物の再資源化方法。
（３）前記樹脂を主体とする廃棄物が、廃タイヤ、廃プラスチック、シュレッダーダストの１種または２種以上を含むことを特徴とする（１）または（２）に記載の廃棄物の再資源化方法。
（４）前記水蒸気の導入量を熱分解ガス組成の変化に応じて制御することを特徴とする（１）乃至（３）に記載の廃棄物の再資源化方法。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、熱分解中に水蒸気を供給し、回収される前記ガスおよび／または油の組成および／または回収率を制御することによって、より安価な設備で高付加価値のガスや油を安定して回収し再資源化することができる、樹脂を主体とする廃棄物の再資源化方法を提供することができるなど、産業上有用な著しい効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明の実施形態について図１および図２を用いて詳細に説明する。
図１は、本発明における樹脂を主体とする廃棄物の再資源化方法の実施形態を例示するプロセスフロー図である。
本発明においては、廃タイヤ、廃プラスチック、シュレッダーダストなどの樹脂を主体とする樹脂含有廃棄物は熱分解されてガスおよび／または油を回収する際に、熱分解中に水蒸気を供給する。水蒸気を供給することによって、炉内の見かけのガス体積が大きくなり、熱分解されたガスの炉内滞留時間が短くなるので、反応時間が変化するためガスや油の回収率や組成を制御することができ、より付加価値の高いガスや油を提供することができる。
特に、熱分解により回収されたガスと水とを熱交換することによって、水成ガス化反応により水蒸気を製造して熱分解時に供給することによって、熱分解時の廃熱を利用して安価に水蒸気を供給することができる。
【０００８】
また、対象とする廃棄物の組成バラツキに応じて熱分解生成物であるガスならにび油の組成が変化してくる。そこで、この状況をガスクロやFT-IR法等のガス組成分析法等の製品性状を把握する手段を用いて観測しながら、熱分解炉内へ導入する水蒸気を供給することが好ましい。なお、水蒸気の温度を３００℃未満とすることで、ガスならびに油の回収比率を大幅に変化させることなく、ガスならにび油の組成を一定値に制御できる。ガスや油の組成を一定値に制御することにより、ガスや油を使用する次工程との間で、ガス不足による次工程の稼働率低下等の生産調整をする必要が無くなる。
また、本発明においては熱分解の方法は問わないが、ガスや油を回収するためには、外熱式のロータリーキルンなどの間接加熱方法が好ましく、さらに、高温のガスや油が有する熱エネルギーを熱分解処理の熱源として利用することによってエネルギーコストを低減することができる。
【０００９】
図２は、本発明に用いる水蒸気が油の品質に及ぼす影響を示す図である。
図２において、横軸は水蒸気を供給する場合の見かけのガス体積の増加分を見込んだ熱分解ガス炉内滞留時間指標（min）を示し、縦軸は熱天秤100℃での重量減少率（％）であって油品質指標を示し、この値が低い程、軽油などの軽質分の割合が少なく、重油の収率が大きいことを示す。図２の○印は熱分解温度６００℃、廃棄物処理速度１７０ｋｇ/ｈｒで水蒸気を供給しない場合、△印は、熱分解温度６５０℃、廃棄物処理速度２４０ｋｇ/ｈｒで水蒸気を供給しない場合、●印は熱分解温度６００℃、廃棄物処理速度１７０ｋｇ/ｈｒで水蒸気を供給する場合を示す。なお、いずれの場合も、水蒸気温度は３００℃未満のものを使用している。
図２の右側の点線で示すように、水蒸気を供給することによって、見かけのガス体積が増加するため熱分解ガス炉内滞留時間指標（min）が低くなり、それに伴って油品質指標も低下しており、油中の軽油などの軽質分の割合が少なく、重油の比率が高いので、引火しにくく設備の安全対策を簡素化できる油を供給することができる。
【００１０】
同様に、図２の□印は熱分解温度７００℃、廃棄物処理速度４２０ｋｇ/ｈｒで水蒸気を供給しない場合、■印は、熱分解温度７００℃、廃棄物処理速度４２０ｋｇ/ｈｒで水蒸気を供給する場合、※印は熱分解温度７２０℃、廃棄物処理速度１７０ｋｇ/ｈｒで過剰熱分解した場合を示す。
図２の左側の点線で示すように、水蒸気を供給することによって、見かけのガス体積が増加して熱分解ガス炉内滞留時間指標（min）が低くなり、それに伴って油品質指標も低下しており、油中の軽油などの軽質分の割合が少なく、重油の比率が高いので、引火しにくく設備の安全対策を簡素化できる油を供給することができる。
また、従来は、重油の比率を高くするために、回収した油を再度蒸留処理する場合もあったが、本発明によれば、回収時点で重油比率を高くすることができるので、このような再蒸留処理も不要となる。
【実施例】
【００１１】
内径８００ｍｍ長さ６０００ｍｍの外熱式ロータリーキルンを用いて、表１の条件にて樹脂を主体とする廃棄物の熱分解実験を行った。
＜実施例−１および比較例−１＞
タイヤ４２０ｋｇ／ｈで熱分解時に水蒸気を８０ｋｇ/ｈｒ供給した本発明例が実施例−１であり、同じ条件で水蒸気を供給しなかった場合が比較例−１である。水蒸気を供給することにより見かけのガス体積が大きいため熱分解ガスの炉内滞留時間が短く、ガスの発熱量は１１０００ｋｃａｌ／Ｎｍ３と高く、油軽質分比率は２０％となった。一方、比較例−１では、実施例−１に比べて、ガス発熱量の低下と油軽質分の増加が認められた。
＜実施例−２および比較例−２＞
熱分解温度が７００℃で、実施例−１よりもタイヤ供給量が下がり、２６０ｋｇ／ｈで熱分解時に水蒸気を１２０ｋｇ/ｈｒ供給した場合が実施例−２であり、同じ条件で水蒸気を供給しなかった場合が比較例−２である。実施例−１と比べると、比較例−２では、ガス回収率ならびに油軽質分比率が高まるとともにガス発熱量は低下している。一方、実施例−２では、ガス回収率、油軽質分比率ならびにガス発熱量は実施例−１同様であった。
【００１２】
＜実施例−３および比較例−３＞
熱分解温度が７００℃で、実施例−１の原料条件が変化し、タイヤ８０％と廃プラ２０％の混合廃棄物を３００ｋｇ／ｈで熱分解時に水蒸気を１００ｋｇ/ｈｒ供給した場合が実施例−３であり、同じ条件で水蒸気を供給しなかった場合が比較例−３である。比較例−３では、ガス回収率ならびに油軽質分比率が高まるとともにガス発熱量は低下している。一方、実施例−３では、ガス回収率、油軽質分比率ならびにガス発熱量は実施例−１同様であった。
＜実験結果＞
この実験の結果、熱分解の原料や供給速度が変化した場合でも、熱分解時に水蒸気を供給することによって、ガス発熱量、油軽質分比率を変化させることなくガスや油を回収できるため、付加価値の高いガスや油を安価な設備で提供できることが確認された。
【表１】
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【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明における樹脂を主体とする廃棄物の再資源化方法の実施形態を例示するプロセスフロー図である。
【図２】本発明に用いる水蒸気が油の品質に及ぼす影響を示す図である。
【図１】
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【図２】
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